[發明專利]一種智能電網中基于防篡改設備的匿名認證方法及系統

有效

• 申請號: 202010190121.2
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111385306B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 唐飛;龐俊杰
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/32;H04L9/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種智能電網中基于防篡改設備的匿名認證方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

智能電網的操作中心根據安全參數產生系統公共參數，并分發至智能電表以及居住區網關中；

家庭局域網中的智能電表采集實時的電力數據，采用加法同態加密算法對電力數據加密并使用該智能電表的私鑰簽名，選擇一個第三隨機數r_i，使用智能電表的公鑰采用同態加密算法對實時的電力數據加密；每個家庭局域網中的智能電表輸入其唯一真實身份和真實口令，執行偽身份生成過程；認證智能電表的唯一真實身份和真實口令后，智能電表選擇一個第四隨機數r，計算出偽名身份和偽名口令；智能電表采用所述偽名身份和所述偽名口令對加密后的電力數據簽名將簽名后的電力數據密文發送給居住區網關；其中，偽名身份和偽名口令如下：

其中，σ_i表示智能電表i的加密后的電力數據簽名，SKⁱ表示智能電表i的偽名口令，表示智能電表i的偽名口令，表示智能電表i的偽名口令；c_i表示智能電表i的加密后的電力數據密文，T_i為當前時間戳；RA表示居住區網關編號；IDⁱ表示智能電表i的偽名身份，表示智能電表i的第一偽名信息，表示智能電表i的第二偽名信息，P表示操作中心隨機選擇的第三素數；P_pub1表示操作中心的第一公鑰；RID_i表示智能電表i的真實身份，h表示第一單向哈希函數；h₂表示第二單向哈希函數；H表示第三單向哈希函數，s₁表示操作中心選擇的第一隨機數；s₂表示操作中心選擇的第二隨機數；

居住區網關接收到所述電力數據密文后，對所述電力數據密文進行認證，若認證成功，則對所述電力數據密文進行隱私保護聚合，將聚合后的電力數據密文簽名后發送至操作中心；

操作中心接收到所述聚合后的電力數據密文后，驗證其時間戳和簽名的有效性，若驗證有效則采用操作中心所存儲的智能電表的私鑰對所述聚合后的電力數據密文解密，獲取電力數據的明文消息。

2.根據權利要求1所述的一種智能電網中基于防篡改設備的匿名認證方法，其特征在于，所述智能電網的操作中心根據安全參數產生系統公共參數包括：

智能電網的操作中心隨機選擇兩個第一素數q₁和第二素數q₂，并計算N＝q₁q₂；

智能電網的操作中心選擇一個元素令λ(N)＝lcm(q₁-1，q₂-1)，其中lcm代表最小公倍數；操作中心生成了每個智能電表SMi的公鑰pk_i＝(N，g)和其對應的私鑰sk_i＝λ(N)；

智能電網的操作中心隨機選擇一個第三素數P，G為加法循環群，G_T為乘法循環群，循環群的階數均為q，雙線性映射e：G×G＝G_T；

智能電網的操作中心選擇兩個隨機數s₁和s₂，并計算P_pub1＝s₁P和P_pub2＝s₂P作為操作中心的公鑰對；

智能電網的操作中心選取3個單向哈希函數h，h₂和H；

操作中心公開系統公共參數params＝{G，G_T，q，P，P_pub1，P_pub2，e，h，h₂，H，N，g}；P表示操作中心隨機選擇的第三素數；P_pub1表示操作中心的第一公鑰，P_pub1＝s₁P，s₁表示操作中心選擇的第一隨機數；P_pub2表示操作中心的第二公鑰，P_pub2＝s₂P，s₂表示操作中心選擇的第二隨機數；{s₁，s₂∈Z_q^*}；h表示第一單向哈希函數，h：{0，1}^*→Z_q^*；h₂表示第二單向哈希函數，h₂：{0，1}^*→Z_q^*；H表示第三單向哈希函數，H：{0，1}^*→G；N表示素數積；(N，g)為加法同態加密算法的公鑰。